地铁对称双连拱隧道结构的非对称贴壁施工方法与流程

1.本发明涉及地铁隧道施工技术领域，具体涉及一种地铁对称双连拱隧道结构的非对称贴壁施工方法。


背景技术：

2.在地铁双线独立隧道工程中，左右线的最小线间距约为5m，受线路条件约束和隧道下穿重要风险源的线路条件限制，不具备明挖法和单洞双线暗挖隧道法施工条件。为减小地铁隧道施工期间对周边重要风险源的影响，下穿段需要设计为对称双连拱隧道。目前，地铁对称双连拱隧道多数采用常规的中洞法施工。
3.中洞法虽为较常见的双连拱暗挖法隧道的施工工法，但其存在施工工序转换多、周期长等不利因素，当下穿建筑物、地下管线等重要风险源时，工序转换引起的风险事件较多，对风险控制不利；且传统中洞法施工拱顶、仰拱处均为两道施工缝，对结构防水不利。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种地铁对称双连拱隧道结构的非对称贴壁施工方法，以解决中洞法施工存在的施工工序转换多、周期长、风险事件较多、结构防水不利等问题。
5.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
6.地铁对称双连拱隧道结构的非对称贴壁施工方法，所述方法包括以下步骤：
7.步骤一：通过明挖竖井向下开挖至明挖竖井与双连拱隧道的交界处，施做双连拱隧道的右线马头门和左线马头门；
8.步骤二：沿双连拱隧道初衬的设计位置，在上方打设大管棚，并施做管棚锁口梁；
9.步骤三：拆除右线马头门，进行右线上台阶和右线下台阶的开挖，施做闭环的右线初支钢架，在右线初支钢架左侧上下两端设置预埋连接件；
10.步骤四：基于右线初支钢架施做右线初衬，并在右线初衬内施做右线二衬；右线二衬包括底部的右线仰拱部，右线仰拱部左端上方为直立的中隔墙，右线仰拱部右端上方为c形的右线拱部；
11.步骤五：拆除左线马头门，进行左线上台阶和左线下台阶的开挖，在右线初衬左侧施做c形的左线初支钢架，左线初支钢架上下两端固定在右线初支钢架的预埋连接件上；
12.步骤六：拆除位于左线内的右线初支钢架和右线初衬；
13.步骤七：基于左线初支钢架施做左线初衬，并在左线初衬内施做左线二衬；左线二衬包括底部的左线仰拱部，左线仰拱部右端接入中隔墙底部，左线仰拱部左端上方为c形的左线拱部，左线拱部顶部右端接入中隔墙顶部。
14.进一步地，步骤二中，沿双连拱隧道初衬的设计位置，在上方打设双排大管棚，范围为双连拱隧道拱部180
°
范围内；
15.双排大管棚分别为外排大管棚和内排大管棚，外排大管棚管径大于内排大管棚。
16.进一步地，步骤三中，施做闭环的右线初支钢架后，在位于左线的右线初支钢架上
部的上方打设超前小导管；随着右线上台阶的开挖，每两个开挖进尺打设一次超前小导管；
17.之后，在进行左线上台阶和左线下台阶的开挖过程中拆除超前小导管。
18.进一步地，步骤三中，施做闭环的右线初支钢架时，在右线初支钢架下部两侧施做锁脚锚管；
19.之后，进行左线上台阶和左线下台阶的开挖过程中拆除位于左侧的锁脚锚管。
20.进一步地，步骤五中，施做c形的左线初支钢架时，在左线初支钢架下部左侧施做锁脚锚管。
21.进一步地，步骤四中，中隔墙和右线拱部同时施做，中隔墙上下两端的左侧具有能与左线二衬平顺衔接的凸起。
22.进一步地，右线初支钢架和左线初支钢架均由环向的多个钢架单元拼接组成；
23.右线初支钢架顶部、底部、右侧的钢架单元上设置有钢架架立筋，左线初支钢架顶部、底部、左侧的钢架单元上设置有钢架架立筋。
24.进一步地，右线初支钢架的预埋连接件包括槽钢，槽钢底部焊接固定有预埋钢筋；
25.左线初支钢架端部设置有槽钢，槽钢底部焊接固定有预埋钢筋；
26.预埋连接件的槽钢与左线初支钢架的槽钢对接后通过螺栓固定连接。
27.进一步地，右线二衬内的环向筋延伸到左线二衬内，并通过钢筋接驳器与左线二衬内环向筋连接；
28.中隔墙内的竖向筋分布在左右两侧，竖向筋的中部设置有纵向筋和拉筋。
29.进一步地，施做右线初衬之后、施做右线二衬之前，在右线初衬下方对应中隔墙的位置通过锚管注浆回填；
30.施做左线初衬之后、施做左线二衬之前，在左线初衬下方对应中隔墙的位置通过锚管注浆回填；
31.两侧的注浆回填在中隔墙下方形成注浆加固区，注浆加固区向两侧延伸到右线仰拱部下方和左线仰拱部的下方。
32.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
33.本发明针对地铁线间距过小的对称双线暗挖隧道，提出了非对称贴壁施工方法，先模拟标准单洞单线完成右线开挖支护、二衬施工，待右线完成二衬结构施工后，开始采用非对称贴壁法开挖左线，施工左线初支、二衬结构，最终完成对称双连拱地铁隧道，工序转换少，周期短。
34.当下穿建筑物、地下管线等重要风险源时，本方法有效避免了工序转换引起的风险事件，施工安全性更高。
35.同时，本方法的双连拱隧道结构中只有上下两道施工缝，位于左线衬砌c形结构的上下两端。而传统中洞法施工结构中，每侧衬砌均有上下两道施工缝，合计四个施工缝。本方法改善了传统中洞法施工拱顶、仰拱处均合计四道施工缝对结构防水的不利影响，明显提高了地下结构防水能力。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
37.图1是本技术一个实施例的地铁对称双连拱隧道结构的衬砌横断面图。
38.图2是本技术一个实施例的右线隧道施工工序示意图。
39.图3是本技术一个实施例的左线隧道施工工序示意图。
40.图4是本技术一个实施例的右线初支钢架设置示意图。
41.图5是本技术一个实施例的左线初支钢架设置示意图。
42.图6是图5中a节点的大样图。
43.图7是本技术一个实施例的二衬钢筋连接大样图。
44.图中标识为：
45.1-右线初衬，2-右线二衬，3-左线初衬，4-左线二衬，5-外排大管棚，6-内排大管棚，7-超前小导管，8-中隔墙，9-右线上台阶，10-右线下台阶，11-右线拱部，12-右线仰拱部，13-左线上台阶，14-左线下台阶，15-左线拱部，16-左线仰拱部，17-预埋连接件，18-锁脚锚管，19-钢架单元，20-钢架单元连接节点，21-钢架架立筋，22-槽钢，23-螺栓，24-预埋钢筋，25-钢筋接驳器，26-纵向筋，27-拉筋，28-环向筋，29-竖向筋，30-注浆加固区，31-施工缝。
具体实施方式
46.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
47.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“横向”、“纵向”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
48.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”等应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
49.本发明提供了一种地铁对称双连拱隧道结构的非对称贴壁施工方法，将地铁线间距过小的双线暗挖隧道设计为“非对称贴壁法双连拱工法”。“贴壁法”，即为紧贴已建成的右线隧道侧壁开挖支护左线隧道，先模拟标准单洞单线完成右线开挖支护、二衬施工，待右线完成二衬施工后，开始采用“非对称贴壁法”开挖左线，施工左线初支、二衬。
50.实施例中对上述方法以步骤的形式描述，但不应被理解为对步骤顺序的限制。
51.上述地铁对称双连拱隧道结构的非对称贴壁施工方法，包括以下步骤：
52.步骤一：通过明挖竖井向下开挖至明挖竖井与双连拱隧道的交界处，施做双连拱隧道的右线马头门和左线马头门。
53.步骤二：沿双连拱隧道初衬的设计位置，在上方打设大管棚，并施做管棚锁口梁。
如图1，双连拱隧道初衬上方的大管棚为双排大管棚，范围为双连拱隧道拱部180
°
范围内。双排大管棚分别为外排大管棚5和内排大管棚6，外排大管棚5管径大于内排大管棚6，为外侧φ159、内侧φ108双排高精度水平定向大管棚。外排大管棚5和内排大管棚6的环向间距均为0.4m。
54.步骤三：拆除右线马头门，进行右线上台阶9和右线下台阶10的开挖，施做闭环的右线初支钢架，如图4，在右线初支钢架左侧上下两端设置预埋连接件17。
55.步骤四：基于右线初支钢架施做右线初衬1，并在右线初衬1内施做右线二衬2，初衬与二衬之间全断面设置防水层。如图2，右线二衬2包括底部的右线仰拱部12，右线仰拱部12左端上方为直立的中隔墙8，右线仰拱部12右端上方为c形的右线拱部11。中隔墙8和右线拱部11同时施做，中隔墙8上下两端的左侧具有能与左线二衬4平顺衔接的凸起。图2中，第
①
步施做右线仰拱部12，第
②
步同时施做中隔墙8和右线拱部11。
56.步骤五：拆除左线马头门，进行左线上台阶13和左线下台阶14的开挖，在右线初衬1左侧施做c形的左线初支钢架，如图5，左线初支钢架上下两端固定在右线初支钢架的预埋连接件17上。
57.如图6，右线初支钢架的预埋连接件17包括槽钢22，槽钢22底部焊接固定有预埋钢筋24。左线初支钢架端部设置有槽钢22，槽钢22底部焊接固定有预埋钢筋24。预埋连接件17的槽钢22与左线初支钢架的槽钢22对接后通过螺栓23固定连接。
58.步骤六：拆除位于左线内的右线初支钢架和右线初衬。
59.步骤七：基于左线初支钢架施做左线初衬3，并在左线初衬3内施做左线二衬4，初衬与二衬之间全断面设置防水层。如图2，左线二衬4包括底部的左线仰拱部16，左线仰拱部16右端接入中隔墙8底部，左线仰拱部16左端上方为c形的左线拱部15，左线拱部15顶部右端接入中隔墙8顶部。图3中，继图2中的第
①
步和第
②
步，第
③
步施做左线仰拱部16，第
④
步施做左线拱部15。
60.步骤三中，施做闭环的右线初支钢架时，在位于左线的右线初支钢架上部的上方打设φ42的超前小导管7，随着右线上台阶9的开挖，每两个开挖进尺打设一次φ42的超前小导管7，如图1，之后，在进行左线上台阶13和左线下台阶14的开挖过程中拆除超前小导管7。随着开挖进尺，施做闭环的右线初支钢架时，在右线初支钢架下部两侧施做φ42的锁脚锚管18，如图4，之后，进行左线上台阶13和左线下台阶14的开挖过程中拆除位于左侧的锁脚锚管18。
61.步骤五中，施做c形的左线初支钢架时，如图5，在左线初支钢架下部左侧施做φ42的锁脚锚管18。
62.如图4和图5，右线初支钢架和左线初支钢架均由环向的多个钢架单元19拼接组成，拼接处为钢架单元连接节点20。右线初支钢架顶部、底部、右侧的钢架单元19上设置有钢架架立筋21，左线初支钢架顶部、底部、左侧的钢架单元19上设置有钢架架立筋21。钢架架立筋21用于对钢架单元19的4根主筋进行固定，可以提高钢架的刚度和强度。
63.右线二衬2和左线二衬4内需要特殊配筋：如图7，右线二衬2内的环向筋28延伸到左线二衬4内，并通过钢筋接驳器25与左线二衬4内环向筋28连接。中隔墙8内的竖向筋29分布在左右两侧，竖向筋29的中部设置有纵向筋26和拉筋27。
64.如图1，施做右线初衬1之后、施做右线二衬2之前，在右线初衬1下方对应中隔墙8
的位置通过锚管注浆回填。施做左线初衬3之后、施做左线二衬4之前，在左线初衬3下方对应中隔墙8的位置通过锚管注浆回填。两侧的注浆回填在中隔墙8下方形成注浆加固区30，注浆加固区30向两侧延伸到右线仰拱部12下方和左线仰拱部16的下方。
65.本实施例中的施工方法在开展之前，需要做好超前地质预报工作，超前地质预报可直接采用水平钻孔探明前方地质条件，每个洞室布置四个φ108水平探孔(上下各2个孔)，孔深不小于9m，搭接长度不小于3m。
66.施工全过程按先支护加固后开挖的原则进行设计和施工，采用单导洞台阶法开挖，严格控制开挖循环进尺不超过0.6m，控制台阶长度，做临时仰拱封闭。对下穿住宅楼基础沉降，房屋倾斜做详细监测，并建立完善的变位监测系统。根据监测情况，必要时对人员实施临时搬迁。双连拱隧道每部开挖后初支必须尽快封闭成环，二衬在初支变形稳定后施做，施做长度根据现场实际情况确定。
67.本实施例的双连拱隧道结构中只有上下两道施工缝31，位于左线衬砌c形结构的上下两端。而传统中洞法施工结构中，每侧衬砌均有上下两道施工缝，合计四个施工缝。本方法改善了传统中洞法施工拱顶、仰拱处均合计四道施工缝对结构防水的不利影响，明显提高了地下结构防水能力。
68.以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。